毛竹施肥技术研究现状与探讨

2012-04-13艾文胜漆良华

世界竹藤通讯 2012年6期

孟勇艾文胜漆良华杨明

(1 湖南省林业科学院长沙 410004 2 国际竹藤中心北京 100102)

毛竹作为一种集经济、生态、社会效益于一体的优良竹种，其经营技术经过科研、生产上的不断创新和应用，其笋、材产量持续增加并取得了良好的经济和社会效益[1]。截止2009年，我国竹材产量达13.56亿根，笋干产量达46.53万t，全国竹产业总产值达710亿元[2]。然而，片面追求经济效益最大化的超短轮伐期作业方式和不重视林地养分的补充，致使竹林土壤肥力呈现衰退趋势，影响了竹笋、竹材的产出。为保证毛竹竹林的速生丰产，施肥措施在毛竹生产上的应用日益广泛，目前施肥已成为毛竹丰产林培育中必不可少的基础技术措施[3]。

林木施肥是人们有意识地将某种有机或无机的营养物质施入土壤中或喷施在植物体上，以改善林木营养状况和促进林木生长，达到优质、高产、高效、低成本的营林目的[4-6]。各国林地施肥的对象集中于速生用材树种和经济价值较高的树种，并与定向培育相结合。我国从20世纪70年代末开始进行林木施肥的试验，主要集中于杨树、泡桐、桉树、竹子和杉木等主要速生用材树种[7]。其中毛竹施肥技术研究从20世纪70年代开始。1974年，林启文等开展毛竹种子育苗施肥试验，研究浅沟施用过磷酸钙、花生饼肥、人尿肥等对幼苗分蘖能力、茎叶和根系的生长状况的影响[8]；1985年，叶诚业等开展毛竹根外施肥增产效益探讨[9]；1986年，裘福庚等采用示踪原子法研究毛竹竹蔸施肥效果[10]；1989年，华均健等开展飞机根外施肥对毛竹生理指标影响研究[11]；90年代以后关于毛竹施肥的研究逐渐增多，研究人员在施肥种类、施肥方式对竹林增产、毛竹生理以及竹林生态的影响方面开展了较多的科研工作[12-14]。

随着施肥技术在实际生产中的不断完善，目前已经形成一套有效、简便、实用的竹林丰产施肥技术。不过，传统的施肥技术仍然是根据农作物施肥方法和竹农的经验采用粗放式施肥，而新的竹林施肥技术又欠缺与传统施肥技术的结合，导致新的施肥技术层出不穷而实际生产上仍大多采用传统施肥技术，造成先进、高效的新施肥技术无法真正解决竹林施肥劳动力成本高、肥料利用率低等问题。本文拟在施肥方法、施肥方式、施肥时间、施肥种类等方面探讨一种新老施肥技术相结合的高效、实用、低成本的毛竹丰产施肥技术。

1 毛竹施肥技术研究现状

1.1 施肥方法

养分归还学说认为，植物生长从土壤中吸收养分，而人类通过收获植物从土壤中带走养分，使土壤养分越来越少，要维持地力就要归还植物带走的养分。研究表明，养分供给是林木生长发育的物质基础，树体营养元素浓度与林木生长量、产量有密切的关系。因此，在速生林经营过程中，需要通过施肥措施以保持树体营养元素浓度维持在一定水平，从而实现林木正常生长和高产。最小养分律则指出，植物生长发育过程中，决定植物产量的是土壤中相对含量最小的养分因子，产量也在一定程度上随着这个因素的增减而相应地变化，如果无视这个限制因素的存在，即使继续增加其他营养成分也难以再提高产量。在这些理论的基础上，科研人员提出了效应函数施肥法、营养诊断施肥法、配方施肥法等。目前在林业生产上主要采用估产测土施肥法，它是在测定土壤有效养分含量基础上，根据不同树种的营养规律、土壤供肥性能与肥料效应确定氮磷钾及微量元素的适宜用量和比例的运筹方式[6]。

我国虽早已开展了竹类生物量方面的研究，但利用生物量和土壤肥力状况测算毛竹需肥量的方法国内还未见报道，对施肥量与产量之间的关系还不太清楚。

1.2 施肥方式

目前毛竹林施肥方式主要包括撒施、穴施、水平沟施、蔸施、竹腔注射等。撒施即是将肥料均匀地撒于竹林地表，撒施施肥经常结合竹林垦覆进行；水平沟施法是在竹林地内沿水平方向每隔1～3 m开一条深15～20 cm、宽20 cm的沟，将肥料施入沟中，然后覆土；穴施法是在立竹的坡上位距竹株30～40 cm处挖深15～20 cm的眉形或圆形状沟，把肥料施入沟中并覆土；蔸施是利用竹子砍伐后留下的竹蔸，用直径2～3 cm的钢条把竹蔸内节打通，施肥于内并盖土；竹腔注射施肥是在毛竹竹秆距地面10 cm处用充电式手钻引孔，将毛竹增产剂稀释液注射于竹腔内，然后用土封口。其中撒施、沟施和穴施是目前竹林经营中最普遍的施肥方法。周东雄等采用撒施、沟施、蔸施3种施肥方式对毛竹林施用等量的尿素和过磷酸钙，结果表明，沟施、蔸施对立竹质量和产量的影响优于撒施，而蔸施效果好于沟施，且蔸施1～2年后竹蔸下部腐烂率明显高于其它2种施肥方式，而且蔸施施肥技术简单、易操作，因此周东雄等认为蔸施施肥是一种科学、经济、高效的毛竹林施肥方式[14]。彭九生等采用植物生长素、菌肥、生物激素、营养元素母液、肥效添加剂为原材料配制成的毛竹增产剂对毛竹林进行竹腔注射施肥，结果表明，竹腔施肥试验期年均水平与试验前水平相比，新竹量、新竹平均胸径、年均出笋数、成竹率分别提高了62.8%、16.9%、69.0%和17.9%；试验施肥区与不施肥对照区相比，年均新竹量、新竹平均胸径、年均笋产量、成竹率分别提高了75.0%、15.2%、79.7%、35.2%，年均增加收益115.9%，增产增收效益十分显著。竹腔施肥技术是一种简单方便、经济实用的毛竹林施肥技术[12]。

1.3 施肥次数及时间

毛竹施肥时间一般根据毛竹生长规律分为孕笋肥（12月）、笋前肥（2月）、笋后肥（5月）、催芽肥（9月）。毛竹竹鞭开始生长于每年4月份，而生长相对较快的时期为5～6月份，快速生长期为7～9月份，10月份竹鞭的生长迅速放缓，至12月份竹鞭的生长完全停止。毛竹林竹鞭上的鞭芽在未萌动前成为弱芽，当年生新鞭上的弱芽最早于翌年6～7月活动，形成鞭芽并逐渐发育为竹鞭的侧鞭，而于7月份以后活动弱芽多为笋芽，并逐渐孕育为竹笋。一般8月中旬以后弱芽萌动并形成笋芽，9月中旬笋芽进入发育期，10月中旬笋芽高度可达1.5 cm，11月中旬笋芽高度约5 cm，至12月初笋芽发育程度已较接近幼笋（冬笋），高度可达10 cm，笋径达2.5 cm，随后当根突破表皮，标志着笋芽正式发育成竹笋。进入冬季低温期，冬笋停止生长，到翌年3月中下旬气温上升时冬笋继续生长直到成竹[15]。因此，毛竹每年3～12月都是其生长发育过程中需要养分供应的时期。另外，郭晓敏等采用平衡施肥技术研究毛竹林施肥效果及持续效应，在1年时间内分3次将肥料施入竹林，最晚一次施肥在8～9月，结果表明，施肥后肥料效应可持续2年时间。也就是说即使1次施肥，肥效也可以持续1年时间。因此，每年分3～4次施肥既没有必要又浪费人力、物力。而且在实际生产中，竹农大多每1～2年施用一次肥料，并没有每年分批次施肥。因此在生产上可以选用速效肥与缓效肥混合形式一次大量施入[16]。

由于肥料施入土壤，需要经过水解、扩散、向根部迁移、植物吸收等过程。而营养元素被植物体吸收，一般又需要经过介质溶液－细胞壁水膜－细胞壁－自由空间－原生质膜到达细胞内部。因此从施肥到被植物体利用需要一定的时间，俞洪燕等对玉米施肥研究表明，氮肥施入土壤后的一系列变化经历了8～11天后开始发挥肥料效应[17]。因此在毛竹施肥中要考虑肥效的滞后性，提早施肥。

春笋的生长发育、幼竹和幼鞭的生长是竹林结构更新和笋、材产品产出的基础，其中春笋的生长发育对养分的需求集中在每年的4～5月，幼竹和幼鞭的生长对养分的需求集中在每年的6～9月，因此在毛竹经营中可以选择在春笋出土一个月前（2月份）施肥，而缓释肥的肥效期应达6个月方能符合要求。

1.4 肥料种类及配比

肥料按化学成分分为单一肥料、复合肥料和完全肥料；按见效快慢分为速效肥料、缓效肥料、迟效肥料和长效肥料；按形态分为有机肥、矿物肥和生物肥。目前在林业生产中一般采用无机肥与有机肥结合，以无机速效肥为主。陈伟等认为，林木营养与施肥目前存在的突出问题是缺乏系统研究意识，忽视土壤系统综合因子对肥料效应的影响，忽视肥料在土壤中的实际利用率[4]。因此，在竹林施肥中，应在估产测土施肥法的基础上减少无机肥的使用量，同时增加有机肥、缓释肥的使用，从而提高肥料利用率，减少肥料浪费和水体污染。

在毛竹施肥配比研究中，洪伟等以氮、磷、钾肥为原料，应用混料试验设计方法进行试验，建立各配方施肥方案与经济收益的数学模型，筛选得到毛竹专用复合肥理想配方为0.501:0.338:0.160，即400 m2竹林施复合肥30 kg，则复合肥中尿素:过磷酸钙:硫酸钾比例为8.609 kg:19.083 kg:2.340 kg[18]；顾小平等采用4因素二次回归最优设计建立氮、磷、钾施肥及留竹密度与毛竹林竹材产量间的回归模型，同时根据投入、产出价格建立施肥和留养立竹的经济效益方程，研究认为兼顾高产与高效的毛竹林优化施肥方案为：每公顷施用尿素平均548 kg、过磷酸钙平均257 kg、氯化钾平均83.3kg[19]；郭晓敏等采用平衡施肥技术研究毛竹林施肥效果及持续效应，结果表明，每年每公顷施尿素200 kg、钙镁磷肥200 kg、氯化钾150 kg，对毛竹林笋日生长量、出笋率、胸径增粗产生的促进作用较好，且施肥后持续效应可达2年。目前关于微量元素肥料在竹林生产上的应用研究较少[16]。黄当亮研究认为，在毛竹林第1次每公顷施用尿素600 kg、过磷酸钙225 kg、硫酸钾375 kg、硫酸锌6 kg时新竹产量最高[20]。

2 传统施肥中存在的问题与改进施肥技术探讨

虽然目前研究人员在竹林施肥方面研究已经很多，不过竹农仍采用传统的施肥方法，而传统的施肥方法具有肥料配比不科学、竹林施肥量误差大、施肥时间不合理、肥料肥效期短、施肥次数多造成劳动力成本高或施肥次数过少造成土壤养分供应不足、不重视微量元素肥料使用等缺点。而研究人员对上述问题均有研究并提出了切实可行的解决方法。因此，利用现有的研究基础和技术水平，制定一套切实可行的竹林综合施肥技术，在竹林丰产培育方面具有一定的现实意义。

限制因子律认为养分以外的许多因素，如土壤性质、气候条件、栽培技术等都可能成为限制植物生长的主要原因，因此施肥时不但要考虑各种养分的供应情况，而且要注意与生长有关的环境因素。除土壤养分以外，影响毛竹产量的因素主要有光、水、热等气候条件、土壤质地、土壤厚度、立地坡度、竹林结构、经营强度等。因此，竹林施肥的对象应以气候条件适中、立地条件较好、经营强度较大、竹林产出可观、土壤养分供应成为限制竹林产量主要因素的竹林为主。

首先应研制生产并普及毛竹专用缓效复合肥，从而提高肥料肥效期和利用率，从而减少肥料使用量和施肥次数；根据估产测土施肥法，因地制宜地确定竹林土壤各营养元素水平，分析并确定土壤中限制竹林产量的营养元素，并在施用毛竹专用缓效复合肥同时适当掺入一定量土壤缺乏的营养元素肥料；根据竹林往年产量，估测竹林土壤营养元素损失量以及肥料在竹林中的利用率，确定竹林中毛竹专用缓效复合肥施肥量；由于竹林每年4～9月份是竹笋、幼竹、竹鞭快速生长期，对养分需求较高，且由于肥料发挥肥效具有滞后性，因此施肥时间可选择在2月下旬或3月上旬。同时要求毛竹缓效复合肥肥效期超过6个月，且肥效高峰期控制在竹笋及幼竹生长的高峰期，即4～6月份；为减少劳动力成本，竹林大量元素肥料施肥次数控制为每年一次，穴施法或结合破蔸采用蔸施法施入竹林；有机肥和微量元素肥料控制为每2～3年施用一次，结合垦覆措施撒施于竹林中，微量元素肥料也可配置为液态肥利用竹腔注射施入竹林。

3 讨论

竹林施肥是目前解决竹林因笋、材大量采伐造成土壤地力衰退的主要方法。研究人员在有关毛竹林经济施肥的建模方法、毛竹林施肥量和施肥配比、竹腔施肥及竹蔸施肥等方面具有一定的研究，但在毛竹专用缓效复合肥研制、提高肥料利用率、微量元素肥料对毛竹林产量的影响方面研究不多。本文在总结和利用前人研究的基础上，以经济施肥、控制劳动力成本、提高肥效、切实可行为目的，探讨竹林综合施肥技术。然而在不同气候条件和立地条件下、不同竹林结构及经营目标下毛竹林具体施肥措施仍需进一步研究和确定。

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